65ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 1. Físico-Química

Estudo do comportamento da resistência à corrosão da liga Ni-Co, obtida pelo processo de eletrodeposição, utilizando metodologia de superfície de resposta.

Anamélia de Medeiros Dantas - Unidade Acadêmica de Educação - CES - UFCG José Eudes Lima Santos - Unidade Acadêmica de Educação - CES - UFCG Josiane Dantas Costa - Unidade Acadêmica de Engenharia Química - CCT - UFCG Ana Regina Nascimento Campos - Profa. Dra.- Unidade Acadêmica de Educação - CES - UFCG Shiva Prasad - Prof. Dr. - Unidade Acadêmica de Educação - CES - UFCG Renato Alexandre Costa de Santana - Prof. Dr. Orientador - Unidade Acadêmica de Educação - CES - UFCG

INTRODUÇÃO:

Com o avanço tecnológico, mundialmente alcançado, e consequente aumento da demanda de produção, os custos da corrosão evidentemente se elevam, tornando-se um fator de grande importância a ser considerado já na fase de projeto de grandes instalações industriais para evitar ou minimizar futuros processos corrosivos. Por isso faz-se necessário o desenvolvimento de materiais que visem combater ou amenizar o efeito da corrosão. A eletrodeposição representa um método alternativo para revestimentos de superfície metálica e tem a finalidade de inibir a corrosão, que ocorre na superfície do metal sob a influência do meio ambiente. Entre os revestimentos mais comuns estão os de cobre, níquel e cromo. As ligas do grupo do ferro têm gerado considerável interesse devido as suas propriedades magnéticas. Sabe-se que a liga de Ni-Co possui propriedades eletrocatalíticas para produção de hidrogênio, propriedades magnéticas e possui baixa dilatação térmica. A liga de Ni-Co é muito importante e tem muitas aplicações na engenharia devido suas propriedades físico-químicas. O trabalho presente propõe a otimização dos parâmetros operacionais (densidade de corrente catódica e agitação mecânica do banho) para eletrodeposição da liga Ni-Co, em função da sua resistência à corrosão como ferramenta de otimização foi utilizado a metodologia de superfície de resposta.

OBJETIVO DO TRABALHO:

Este trabalho teve como objetivo obter ligas de Ni-Co, resistentes à corrosão, obtidas pelo processo de eletrodeposição. Foi utilizando um banho eletrolítico contendo um complexante (citrato de sódio) para melhorar a qualidade do depósito. Foi utilizado como ferramenta de otimização um planejamento fatorial completo associado com a metodologia de superfície de respostas (MSR).

MÉTODOS:

O banho eletroquímico foi preparado, utilizando reagentes com alto grau de pureza analítica e com água deionizada. O banho eletroquímico utilizado na eletrodeposição da liga de Ni-Co foi constituído dos seguintes reagentes: citrato de amônio 0,30 M, sulfato de cobalto 0,1 M, sulfato de níquel 0,20 M, ácido bórico 0,20 M. O pH do banho foi ajustado adicionando-se hidróxido de amônio e/ou ácido sulfúrico. O substrato utilizado foi uma placa retangular de cobre com área superficial de 8 cm². A eletrodeposição foi realizada no galvanostático e rotatório sobre o substrato retangular de cobre, operando como o catodo, que foi inserido no interior de um eletrodo cilíndrico de platina (anodo). Um potenciostato/galvanostato foi utilizado no controle da densidade de corrente catódica. Os ensaios de corrosão foram realizados com o potenciostato/galvanostato da AUTOLAB (PG STAT 30), utilizando uma célula de corrosão contendo NaCl 1M, o contra eletrodo de platina e o eletrodo de referência de prata cloreto de prata. Para a análise de corrosão foi utilizado ensaios de polarização potenciodinâmicas com velocidade de varredura de 1mV/s. A composição foi realizada utilizando o EDX 720 da Shimadzu para a determinação da composição do revestimento metálico e a espessura do mesmo. O estudo da morfologia foi realizado com um MEV da Shimadzu.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

Foi avaliada a influência da densidade de corrente e da agitação mecânica para obter o melhor revestimento com maior resistência à corrosão. A densidade de corrente foi avaliada em uma faixa de 40 à 120 mA/cm² . Foi observado que os melhores valores de potencial de corrosão e de resistência a polarização forma obtidos com aumento da densidade de corrente (120 mA/cm² ). O efeito da agitação mecânica foi avaliada em uma faixa de 0 à 100 rpms. Foi observado que os melhores valores de potencial de corrosão e de resistência de polarização foram obtidos no ponto central isso é nos valores intermediários (50 rpms). As medidas de MEV mostraram que os depósitos possuem nódulos e micro trincas em sua superfície. A espessura media dos revestimentos foi de 2 micro metros. O revestimento com maior resistência à corrosão obteve uma composição química de 27 at.% de níquel e 73 at.% de Co com uma eficiência catódica de 36%.

CONCLUSÕES:

A partir da análise do planejamento fatorial 3² e da eficiência de deposição pode-se constatar os melhores resultados de eletrodeposição da liga de Ni-Co com densidade de corrente de 120 mA/cm² e agitação de 50 rpm. O tratamento estatístico demonstrou uma interação de segunda ordem para os valores de densidade de corrente e agitação, para a obtenção do melhor resultado. A liga binária de Ni-Co apresentou o surgimento de trincas formados pelo cobalto e o aparecimento nano nódulos que é formado pelos átomos de níquel. A espessura media dos revestimentos foi de 2 micro metros. O revestimento com maior resistência à corrosão obteve uma composição química de 27 at.% de níquel e 73 at% de Co com uma eficiência catódica de 36%.

Palavras-chave: Eletrodeposição, Corrosão, Metodologia de Superfícies de Respsota.